作者: 泉琳综合报道 来源: 发布时间:2017-1-23 22:8:0
2016:挺进太空

 
全球通信、全球导航、遥感观测、气象预报、登陆月球、探测火星近年来,全球航天活动愈益活跃。据统计,目前全球已有12个国家具备独立发射卫星的能力。
 
据《空间态势评估报告2014》统计,截至2013年8月,全球共有1084颗卫星在轨运行,其中美国拥有461颗,俄罗斯111颗,欧盟110颗,三方占据了全球空间资产的63%。从卫星用途来看,通信卫星最多,占总数的55%;其次是导航卫星与侦察卫星。
 
刚刚过去的2016,对航天领域来说是不平凡的一年。
 
这一年,我们既目睹了一系列重要的航天发射及试飞事件,也经历了若干空间项目的失败。而中国作为航天领域的一匹“黑马”,更一跃成为全世界瞩目的焦点。
 
星际“迷航”
 
纵观2016年,世界航天事业的发展取得了不错的成绩。
 
据爱航天网统计,2016年,世界各国共进行了84次航天发射任务,失败2次,成功率达97.62%。其中,美国发射22次(另有地面火箭爆炸1次),中国21次(1次失败),俄罗斯17次(1次失败),欧洲空间局(ESA)11次,印度7次,日本4次,朝鲜和以色列各1次。
 
在这些发射任务中,由于小技术故障而促使若干空间项目宣告失败的“桥段”不仅出现在科幻电影中,也出现在了2016年的太空中。
 
2016年3月,日本宇宙航空研究开发机构的期间项目X射线天文卫星——ASTRO-H(日语“瞳”的意思)与地面失去联系。
 
这颗重约2.7吨的“瞳”配备了利用尖端技术开发的两种X射线望远镜和4种捕捉X射线的检测仪器,能发现高温高能天体释放的X射线,可以观测距离地球数十亿光年的黑洞。可以说,“瞳”一直被视作是X射线天文学的未来。
 
灾难事件发生之后,日本方面经过详细调查,宣布这颗卫星的失控情况极可能是由一项基础工程失误造成的。
 
据报道,“瞳”的姿控系统可能对于星体如何在太空中调整方向感到困惑,于是自动启动了一台反推发动机试图阻止自身继续旋转,但系统的发动机喷射方向发生了错误,因此导致其自身旋转的加速,最终彻底失控。
 
日本宇宙航空研究开发机构一直没有放弃尝试恢复与卫星的通信,然而始终未能成功。该机构表示,卫星两翼的太阳能电池板很可能都与卫星脱离,因为“失联”后曾短暂接收到的信号并非来自“瞳”,因此只好放弃对卫星能够恢复功能的期待。
 
无独有偶。时隔4个月,美国宇航局的“朱诺”号探测器到达木星。然而由于主发动机出现故障,造成火箭点火延迟,结果导致探测器轨道缩减为更接近木星的椭圆轨道。不过幸运的是,“朱诺”仍会收集木星的大气和磁场数据,只是比原先计划的慢一些而已。
 
然而,ESA就没有这么走运了。2016年10月19日,作为ESA“火星太空生物”项目的一部分——“斯基亚帕雷利”火星着陆器坠毁,令ESA科学家感到无比痛心。
 
据ESA推测,“斯基亚帕雷利”有可能是从距离火星表面2000~4000米高的空中开始下坠,并以超过300公里的时速撞向了火星。
 
初步分析结果显示,“斯基亚帕雷利”打开降落伞和防热罩后,有部件出现了故障。用于减缓登陆器下落速度的推进器只点燃了3秒,而原定的点燃时间应该为30秒。
 
更糟糕的是,“斯基亚帕雷利”上许多同样的技术还被用在了ExoMars 2020探测器及其着陆系统上,这也让工程师们倍感压力。
 
航天“新星”
 
尽管挺进太空的过程中难免会出现一些意外的“插曲”,但是各国在航天领域的突破仍十分耀眼,特别是中国。在2016 年世界航天领域的“成绩单”上,中国以不俗的成绩引发各国瞩目。
 
2016年4月,我国首颗微重力科学实验卫星——“实践十号”返回式科学实验卫星在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空,进入预定轨道。“实践十号”是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星中唯一的返回式卫星,它将在太空中完成19项微重力科学和空间生命科学实验。
 
2016年6月,我国新一代中型运载火箭长征七号在万众瞩目中飞向太空,揭开了我国“数字火箭”的神秘面纱。火箭采用了全数字化手段研制,突破了三维协同设计、三维设计数据管理及基于三维的流程仿真、飞行综合性能仿真等多项关键技术,打通了从设计到制造的全三维流程。
 
2016年8月,中国成功将世界首颗量子卫星“墨子号”送入太空。由中科院自主研制的“墨子号”的主要科学目标是进行星地高速量子密钥分发和广域量子密钥网络实验,并在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态等实验研究。量子卫星的成功发射和在轨运行,在世界上首次实现了卫星和地面之间的量子通信,构建了天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
 
仅仅1个月后,500米口径球面射电望远镜(FAST)就在我国贵州正式落成启用。FAST不仅刷新了目前单口径射电望远镜的“世界纪录”,还是具有中国自主知识产权的大科学装置,由中国科学家创新设计、研发制造、组织施工,充分体现了中国的自主创新能力。
 
2016年11月,我国成功发射新一代大推力运载火箭长征五号。长征五号的首飞成功,填补了我国在大推力无毒无污染液体火箭上的空白,使我国运载火箭能力进入国际先进行列。同月,脉冲星试验卫星在酒泉卫星发射中心成功发射,其主要用于验证脉冲星探测器性能指标和空间环境适应性,积累在轨试验数据,为脉冲星探测体制验证奠定技术基础。
 
2016年10月与11月期间,中国两名航天员——景海鹏和陈冬在天宫二号空间实验室工作生活了30天,创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录。
 
12月,我国首颗碳卫星TANSAT发射升空,这使全球碳卫星(日本“呼吸”号和美国OCO-2)的数量增加到3个,也为中国应对气候变化再添一枚利器。
 
2016年,中国凭借22次的航天发射,创造了中国航天历史上年发射量的最高纪录。在一个甲子的时间里,中国航天从无到有,从弱到强,稳步向前。最近发布的《空间态势评估报告2016》也证明了这一点。
 
该报告指出,我国航天运载器年发射次数已经连续13年位居世界前四,连续6年稳居世界前三,在轨卫星数暂居世界第二,现役运载火箭发射成功率位居世界首位。
 
这些数据,不仅见证了中国在太空应用以及探索宇宙的征程中所迈出的每一步,也预示了坚持自主创新的中国未来会将探索宇宙的脚步伸向太空的更深处。■
 
《科学新闻》 (科学新闻2017年1月刊 视野)
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